Construcció d’una escala de cargol

Introducció
Les primeres escales conegudes eren externes i les trobaríem en els accessos als temples o palaus. A l'interior dels edificis principalment els defensius com ara: castells o torres, hi havien rampes que comunicaven els diferents nivells. Les primeres escales interiors eren molt diferents a les que coneixem avui dia.
(Si no s’indica la font, totes les fotos i plànols son de Jaume Espinalt)


Escales d'exterior
Els arquitectes entenien que mai es posaven els dos peus en un mateix graó i que calia passar-ne via per pujar o baixar per motius de defensa del lloc. Els models presentats, responen a aquesta necessitat, eren escales molt dretes i adossades a un pany de paret, es a dir trams rectes, però comportaven un cert risc.
Les escales nomes eren escales, no tenien cap altre nom. Servien per passar d'un nivell a un altre, no tenien altre missió ni cap tipus de coqueteria. Som nosaltres qui les hem batejat i flocat.
Escala de vinya
Es un nom genèric que tothom coneix. Inicialment i com totes les escales sense excepció, servien per a la defensa dels castells i muralles.


El model representa una clàssica escala de feixa de vinya, encara se'n troben algunes.
Les vistes (A, B, C) s'expliquen per elles mateixes; el dibuix D representa un graó on la part en gris seria la que introduiríem al mur entre els carreus i ben calçat.
 
 
La fotografia correspon a una escala recentment restaurada amb finalitat pedagògica (propietat de Cal Cuques, rodalies de Manresa).
Escala en biaix
Es un altre tipus d'escala adossada a un mur. La seva finalitat també era la defensa d'algun lloc estratègic, si be aquest ja es un model més sofisticat.
El graó era bàsicament un dau de pedra que li feien un biaix suficient per poder-hi ficar el peu, tots els graons eren iguals. En el següent dibuix es pot apreciar la part de graó que s’introduiria dins el mur i que seria aproximadament la meitat de l’amplada.

Escala de la torre d'Orange (Carpentras, França)
Es manté el nom d'una de les poques escales que encara es conserven (possiblement segle XIV). A diferencia dels altres models presentats, te la avantatge que permet el pas simultani a més d'una persona. Te una estructura molt intel·ligent ja que l'arquitecte procura reduir el màxim pes del graó (menys material) i al mateix temps cada graó actua de cartel·la del graó superior (major seguretat).
Foto de la torre d'Orange, obtinguda de Goggle Maps, podem observar que hi han instal·lat una barana de seguretat.
Els dibuixos (A i B) representen les vistes frontal i superior, en el dibuix (B1) podem apreciar el graó sencer amb el tros que encastarem a la paret. En els dibuixos (C i D) podem veure l'escala en perspectiva tant per la part superior com per la inferior, per la part superior no difereix d'una escala actual i prou ampla tot i el risc de caure. Observis l'aixamfranat inferior i com cada graó actua de cartel·la del graó superior.

Escales d'interior
L’evolució natural de l’escala va esser aprofitar les cantonades que tenien les habitacions o torres de defensa, d’aquesta manera naixien les escales sobre planta quadrada antecessors directes del que havia d’esdevenir escala de cargol.
Escala sobre base quadrada
El següent model representa una escala bastida sobre una base quadrada o aprofitant una cantonada. La part que solapa el graó superior sobre el inferior es de 1/6 de l’amplada. Les dimensions del quadrat no afectaven molt: si era més gran els graons tindrien més amplada, si el quadrat era més petit, els graons també, directament proporcional. Tots els graons de cada tram eren diferents, però tots els trams eren iguals.
Aquest model d'escala encara es segueix construint en habitatges moderns tipus "dúplex" (veure foto següent)

El següent dibuix obra de l’arquitecte bolonyès, Sebastiano Serlio (1514-1554) ens explica aquest model en perspectiva de l’època. L'arquitecte va treballar molt el dibuix arquitectònic i ens ha deixat un bon llegat documental; el dibuix està representat en perspectiva cònica. (llibre digitalitzat per Google)
Podem veure el mateix model en diferents vistes i amb el suport del 3D.
Escala de cargol
Avui dia es difícil saber calcular una escala de cargol, he vist reparacions d’escales on els paletes treuen un graó vell el donen al picapedrer, aquest el duplica com qui copia una clau, els paletes collen els graons nous i ja està acabada l’escala. (fotos següents)
  
En aquest "Quadern de taller" mostrarem el càlcul de diverses escales. Com sempre, nomes s’utilitzaran les eines que estaven a disposició dels tècnics medievals: compàs i regla. Tot i que com es lògic avui dia tenim el suport d’eines informàtiques que ens ajudaran a visualitzar diferents vistes de la construcció.
Com introducció ens valdrem del llibre"Tratado de la Montea y Cortes de Canteria" del Dr. Tomas Vicent Tosca, obra pòstuma publicada el 1727.
Explicanfe las reglas que fe deben obfervar en la fabrica de las efcaleras.
Las leyes que deben obfervar para que fean defcanfadas, y garbofas, fon las figuientes:
Que los efcalones ni tengan notablemente mas altura que de medio pie, ni menos que vn tercio de pie.
De ancho han de tener cafi el pafo natural, y afsi no han de tener menos de pie y medio, ni tampoco conviene paffen notablemente de dicha medida.
Los grados fean nones, no pares, para que fi al subir fe pone el pie derecho en el primer efcalon, que es lo mas natural, con effe mifmo pie fe entre en el quarto de arriba.
El numero de las gradas en cada ramo ò buelo fean 7. ò 9. porque con efto, ni fe tarda mucho, ni fe acelera fobrado al llegar al plano, que firve de defcanso.
El estilo ordinario es mover las efcaleras àzia la izquierda del que fube, dirigiendo àzia aquel lado los buelos: y lo contrario fuele tenerfe por defecto.

La fotografia superior que correspon al primer tram d’accés al terrat de la Seu de Manresa, ens mostra una escala recta coberta amb volta de mig punt i al cap d'amunt s’inicia una escala de cargol que puja per l’esquerra, tal com ens acaben de recomanar. La il·luminació es per finestres d’espitllera simple.
El següent dibuix en 3D mostra diferents vistes de la mateixa escala. El gruix del mur es la resultant de sumar totes les parts: els dos murs exteriors més l’espai central de circulació, l’escala queda al mig com un entrepà, tot plegat fa més de dos metres de gruix.
El tram recta d’escala comença a un cert nivell del terra, hi ha uns graons perpendiculars que ens permeten travessar el mur exterior, un petit vestíbul i a continuació el tram recta que queda a la dreta de l’entrada.
Observis les voltes: plana en el vestíbul i inclinada a l’escala. Malgrat tenir el mateix radi, la volta inclinada al tallar-la en un pla vertical (no perpendicular) per acoblar-la a la volta del vestíbul, ens crea una el·lipsi de mal encaixar. Aquest encaix realment existeix, però no preocupava als constructors. El dibuix inferior de la dreta ens mostra l’entrada i el vestíbul des de l'interior, podem observar una llinda a la part exterior del mur i un arc dins el vestíbul, la porta (no dibuixada) es rectangular, una porta amb la part superior en punt rodó no la podríem obrir. Aquest problema que ja venia des de l’època romànica, no es va resoldre gairebé fins el renaixement amb els arcs capalçats. (per saber-ne més)
Anem ara a plantejar uns models d’escala amb anima o matxot i sense anima; aquest darrer model l’utilitza en escreix Antoni Gaudí, però no vol pas dir que sigui de la seva època, ni molt menys.
Plantejarem els càlculs i dibuixos de les escales de cargol com un problema escolar amb la seva solució.
Construcció d’una escala de cargol amb matxot o ànima
En aquest treball es començaran incorporar una sèrie de lamines de l’arquitecte francès Raguenet. Un bon amic m’ha deixat escanejar i reproduir la seva col·lecció privada de lamines, m’ha portat mesos de feina, n’hi han milers, ens ajudaran a entendre millor els plànols i fotografies. Les lamines varen esser dibuixades entre la segona meitat del segle XIX i poc abans d’esclatar la 1era. guerra mundial.
(Raguenet) Escala de l’hotel Marisy a Troyes del segle XVI, l’hotel encara existeix.
"Volem construir una escala de cargol amb matxot o ànima que pugi per l’esquerra: radi 1 VA (1VA = √2/√3), altura del graó i diàmetre del matxot 1/4 VA"

Escala d'accés al campanar, Seu de Manresa.
En aquest primer model s’han incorporat un seguit de dibuixos, vistes i projeccions en 2D i 3D que els arquitectes medievals no utilitzaven, s’ha fet només amb la intenció de familiaritzar-nos amb l’estil.
L’arquitecte medieval hauria dibuixat per el picapedrer, només la lletra (A)
Lletra (A)

  • Hem dibuixat un cercle amb un radi de 1VA i el seu matxot amb diàmetre de 1/4 de VA. 
  • Hem dividit el cercle en 12 parts que sabem que ens dona espai suficient per posar-hi be el peu per pujar i baixar (X). 
  • Dibuixem 1/4 d’escala i ho marquem amb les lletres A, B, C, D. En aquest espai hi hauran 3 graons de 1/4 de VA d’altura. 
  • Tracem els graons A a centre; B a centre; C a centre; D a centre; etc. 
  • Calculem el solapat o llit del graó que es correspon a 1/6 de sector d’arc (X) B-C; C-D; etc. 
  • Tracem línies que van dels punts 1 a 1' (tangent al matxot); 2 a 2', etc. 
Lletra (B)
  • Hem unit els punts B-2; 2-2', hem agafat tot el matxot i hem tancat per b'-B i tenim el segon graó completament dibuixat. 
  • Hem allargat el graó 1 pam de VA que es l’espai que penetrarà en el mur per poder-lo lligar. 

Lletra (C)

  • Hem dibuixat uns quants graons però n’he emfatitzat tres (vermell, blau, verd) amb el seu corresponent solapament o llit. Aquests punts de solapament cal marcar-los a la part superior dels graons amb una escarpia per facilitar el muntatge. 
  • El solapament o llit dels graons es l’àrea delimitada per C-2; 2-2'; el matxot i fins c'-C.
Amb aquests passos hem dibuixat en planta l’escala de cargol, ara ens queda dibuixar-ho en alçat.

Lletra (D)
  • Hem recuperat la figura (A)
  • Projectem el radi del matxot sobre el dibuix (E)
  • Projectem els punts A; B; C ;D sobre el dibuix (E)
Lletra (E)
  • Cada graó tindrà 1/4 de VA, podem dibuixar les altures de tres graons, el centre del matxot i el radi de l’escala.
  • La part inferior del graó depèn del pressupost, pot esser senzillament quadrat (igual per sobre que per sota) tenir un punt rodo (1/4 de canya) com a la foto superior o tant sofisticat com convertir la part inferior de cada graó en una part de volta de punt rodó (veure més avall el "vis" de Saint Gilles).
En els dibuixos laterals en perspectiva del plànol superior, s’aprecia un retall que va del centre de la base a un terç de l’altura, no perjudica el graó i evita que persones altes i puguin picar de cap.
La millor manera de verificar que s'ha seguit el proces correctament, es crear una maqueta a escala del model.
Construcció d’una escala de cargol amb ull

(Raguenet) Part central i superior de l’escala de la "Maison de l'Ouvre " a Strasbourg, segle XVI.
Les següents fotografies, que ens recorden les escales de Gaudí, son el model que reproduirem, la complexitat que apreciem a la barana - passamà, es resolia mitjançant maquetes a escala, no afecta en absolut en el càlcul; nomes te a veure amb el pressupost, ja que es un problema afegit per l’estereotomia de la peça (plantilles i feina del picapedrer). Si observem la part superior de l'escala, apreciarem un forat per on algú hi podría caure sense massa problema.

 
Escala de la Seu de Manresa principis del segle XX, vistes interiors i maqueta.
"Volem construir una escala de cargol amb ull que pugi per l’esquerra: diàmetre de l’ull 6 pams de VA; llargada del graó 8 pams; amplada del graó 3 pams; alçada del graó 1 pam; còncava (diàmetre interior de l’escala) 22 pams; convexa (diàmetre interior més la part de graó que penetra en el mur) 26 pams"
Notes: 1VA = 4 pams; les convencions: còncava i convexa son originals de l’època.

En aquest model només tenim un sol dibuix que ens ha de permetre construir tota l’escala, les vistes 3D son per demostrar que el model funciona.

Lletra (A)

  • Gairebé s’explica per ell mateix: Hem dibuixat els tres cercles (ull, còncava, convexa) la forma del graó segueix la línia A, B, C, D; les línies a'- a' i b'- b' son marques de picapedrer, la primera línia indica la part que hem d’amagar dins el mur per donar solidesa a l’escala i evitar que el graó es trenqui; la segona línia ens indica el solapament entre dos graons, pensem que no te matxot i el graó inferior aguanta el superior. 
Aquesta escala era molt perillosa per el risc de caure per l’ull malgrat portar alguna barana de fusta, s’utilitzava bàsicament en torres de defensa, si instal·laven una politja a la part superior hi podien pujar paquets o baixar-los sota terra cap els cellers, en aquest cas l’ull fa aproximadament 1.30 metres de diàmetre.
L'escala que ens presenta Raguenet, es va popularitzar per la seva elegància i seguretat es troba a diverses catedrals gòtiques franceses i també a la Seu de Manresa (fotos superiors), tot i que en aquest cas es de principis del segle XX. Obra de l'arquitecte Soler i March a partir d'una idea d'Antoni Gaudi.
Variant sobre el model anterior
El model representa una millora en quant a la seguretat i resistència; construïm un cilindre d’un espessor equivalent a 1/4 de VA i un diàmetre interior de 2.5 VA i fem que els graons reposin directament sobre el cilindre a mesura que anem pujant. La nova estructura ens permet il·luminar-la a traves d’unes finestres de simple espitllera i podem instal·lar a la part superior una corriola per on podrem pujar o baixar paquets; també podríem obrir algunes obertures per deixar els paquets a l’alçada de l’edifici que més ens convingui.
El model presentat el trobem dins les dues torres de l’església del Mar de Barcelona (següent fotografia), te diversos accessos, però en el cilindre nomes hi han les obertures de les espitlleres, no permet la pujada o baixada de paquets a diferents altures. Malgrat que els graons son petits i no permeten el pas simultani de dues persones, ningú pot prendre mal ni caure per l’ull de l’escala.



El "vis" de Saint Gilles (França)
Ni arquitectes ni historiadors es posen d'acord en la data de construcció de l'escala de l'abadia de sant Gilles, uns la veuen romànica i d'altres molt més moderna. El primer que la interpreta i dibuixa es Philibert de l'Orme (primera meitat del segle XVI) en el seu llibre "Arquitectura" llibre IV. Va formar part d'una antiga abadia però avui només en resta la torre campanar.
S'hi incorpora aquest model d'escala de cargol per la complexitat de la seva part inferior, on en lloc de veure la base dels graons com en el models presentats fins ara, aquí l'arquitecte porta l'escala a un nivell de sofisticació mai vist abans, al folrar la part inferior de l'escala amb una volta de canó. Hem de tenir present que una volta de canó romànica, es un tram pla i recta, on els carreus poden esser tots iguals, en aquest cas la volta es en espiral ascendent, el que vol dir que tots els carreus s'han de calcular i tallar un per un. Una escala d'aquest tipus nomes la podia pagar l'església, la noblesa no tenia els diners suficients per poder-s'ho permetre.
Aquest tipus de construcció el podem interpretar amb "matxot" o amb "ull"

L'arquitecte francès F. Guillaumot ens presenta la seva versió amb matxot
Un altre arquitecte francès, M. Frezier ens presenta la seva versió amb ull; en aquest cas incorpora un finestral a l'ull molt perillós com s'ha comentat al parlar de l'escala de la torre de l'església del Mar de Barcelona; es un treball extraordinàriament complex per el tall dels carreus. (llibres digitalitzats per Google)
Per facilitar la interpretació de tot plegat incorporo la meva versió en sòlid 3D de l'escala de la versió amb "matxot".
L’escala i la seva perspectiva
Fa un moment hem vist a Sebastiano Serlio com ens dibuixava una escala sobre base quadrada en perspectiva. El següent dibuix ens mostra una altra escala del mateix autor i ens permet de comparar-la amb la propera làmina obra de Leonardo da Vinci (va morir pocs anys després de néixer Sebastiano), només es un esborrany, però no aporta res i es difícil d’interpretar per a moltes persones, en canvi podem interpretar perfectament el dibuix de Sebastiano.

(Làmina de Leonardo, llibre propietat de l’autor del bloc)
Les tres següents figures reprodueixen l’escala de Leonardo treballant el model en forma solida i 3D, en el dibuix superior s’ha buscat un angle que dificulti la seva interpretació. El dibuix central, per el fet d’incorporar color en alguns plans fa que la seva lectura sigui més fàcil, comparis amb el dibuix inferior on s’han harmonitzat tots els plans i la seva interpretació ja es mes complicada.


Darrera actualització: Juny 2016